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Validation of numerical prediction of dynamic derivatives: The DLR-F12 and the Transcruiser test cases

Mialon, Bruno und Khrabrov, Alex und Ben Khelil, Salua und Hübner, Andreas-René und Da Ronch, Andrea und Badcock, Ken und Cavagna, Luca und Eliasson, Peter und Zang, Mengmeng und Ricci, Sergio und Jouhaud, Jean-Christophe und Rogé, Gilbert und Hitzel, Stephan und Lahuta, Martin (2011) Validation of numerical prediction of dynamic derivatives: The DLR-F12 and the Transcruiser test cases. Progress in Aerospace Sciences, 47 (8), Seiten 674-694. Elsevier. doi: 10.1016/j.paerosci.2011.08.010. ISSN 0376-0421.

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Offizielle URL: http://ac.els-cdn.com/S0376042111000765/1-s2.0-S0376042111000765-main.pdf?_tid=826dc89c-ea70-11e4-87e2-00000aacb35d&acdnat=1429873147_a0bf39da9e6ece030201c8b9da712704

Kurzfassung

The dynamic derivatives are widely used in linear aerodynamic models in order to determine the flying qualities of an aircraft: the ability to predict them reliably, quickly and sufficiently early in the design process is vital in order to avoid late and costly component redesigns. This paper describes experimental and computational research dealing with the determination of dynamic derivatives carried out within the FP6 European project SimSAC. Numerical and experimental results are compared for two aircraft configurations: a generic civil transport aircraft, wing-fuselage-tail configuration called the DLR F12 and a generic Transonic CRuiser (TCR), which is a canard configuration. Static and dynamic wind tunnel tests have been carried out for both configurations and are briefly described within this paper. The data generated for both the DLR-F12 and TCR configurations includes force and pressure coefficients obtained during small amplitude pitch, roll and yaw oscillations whilst the data for the TCR configuration also includes large amplitude oscillations, in order to investigate the dynamic effects on nonlinear aerodynamic characteristics. In addition, dynamic derivatives havebeen determined for both configurations with a large panel of tools, from linear aerodynamic (Vortex Lattice Methods) to CFD (unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes solvers). This work confirms that an increase in fidelity level enables the dynamic derivatives to be calculated more accurately. Linear aerodynamics (VLM) tools are shown to give satisfactory results but are very sensitive to the geometry/mesh input data. Although all the quasi-steady CFD approaches give comparable results (robustness) for steady dynamic derivatives, they do not allow the prediction of unsteady components for the dynamic derivatives (angular derivatives w.r.t. time): this can be done with either a fully unsteady approach (with a time-marching scheme) or with Frequency Domain solvers, both of which provide comparable results for the DLR-F12 test case. As far as the canard configuration is concerned; strong limitations for the linear aerodynamic tools are observed. A key aspect of this work are the acceleration techniques developed for CFD methods, which allow the computational time to be dramatically reduced while providing comparable results

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/72009/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Available online: 17. September 2011
Titel:Validation of numerical prediction of dynamic derivatives: The DLR-F12 and the Transcruiser test cases
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mialon, BrunoONERANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khrabrov, AlexTsAGINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ben Khelil, SaluaONERANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hübner, Andreas-RenéAndreas.Huebner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-1928-5459NICHT SPEZIFIZIERT
Da Ronch, AndreaUniversity of LiverpoolNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Badcock, KenUniversity of LiverpoolNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cavagna, LucaFOINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eliasson, PeterFOINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zang, MengmengKTHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ricci, SergioPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jouhaud, Jean-ChristopheCERFACSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rogé, GilbertDassault-AviationNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hitzel, StephanEADS MASNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lahuta, MartinVZLUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2011
Erschienen in:Progress in Aerospace Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:47
DOI:10.1016/j.paerosci.2011.08.010
Seitenbereich:Seiten 674-694
Verlag:Elsevier
ISSN:0376-0421
Status:veröffentlicht
Stichwörter:dynamic derivatives, DLR-F12, Transonic Cruiser, Vortex Lattice Methods, unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Starrflügler (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Starrflüglerforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation & Validierung (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Hinterlegt von: Hübner, Andreas-Rene
Hinterlegt am:24 Jan 2012 09:48
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:33

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